(57)【要約】  【課題】  排ガスの分析結果や分析装置に悪影響を及ぼす干渉成分およびダストを排ガス中から確実に除去することができ、しかも構成がコンパクトで、メンテナンスを容易に行える排ガス測定用フィルタおよびこれを用いたガスサンプリング装置を提供する。  【解決手段】  ケース２内にフィルタエレメント９が設けられ、サンプルガスＳ中に含まれるダストを除去するように構成された排ガス測定用フィルタＦにおいて、前記フィルタエレメント９の内部に、測定対象成分の測定を妨害する干渉成分を除去するためのスクラバカラム８を配置すると共に、このスクラバカラム８内にスクラバカラム８の一端側から他端側に向けて延びる仕切り部材１４を配置して、スクラバカラム８内に複数の収容部１５を形成し、各収容部１５内にスクラバ物質７を設けた。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内にフィルタエレメントが設けられ、サンプルガス中に含まれるダストを除去するように構成された排ガス測定用フィルタにおいて、前記フィルタエレメントの内部に、測定対象成分の測定を妨害する干渉成分を除去するためのスクラバカラムを配置すると共に、このスクラバカラム内にスクラバカラムの一端側から他端側に向けて延びる仕切り部材を配置して、スクラバカラム内に複数の収容部を形成し、各収容部内にスクラバ物質を設けたことを特徴とする排ガス測定用フィルタ。
【請求項２】
フィルタエレメントは筒状であって、その外周方向に凹凸状のろ過面を有する請求項１に記載の排ガス測定用フィルタ。
【請求項３】
スクラバカラム内の一端側および他端側に粗フィルタを設けた請求項１または２に記載の排ガス測定用フィルタ。
【請求項４】
ガス採取部の下流側のガスサンプリング流路に、請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス測定用フィルタを設けたことを特徴とするガスサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ボイラなどから排出される燃焼排ガスの一部をサンプルガスとして採取してガス分析装置に供給する際に、前記サンプルガスの採取点等、前記ガス分析装置の上流側に配置される排ガス測定用フィルタおよびこれを用いたガスサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特公昭５６−２４８９１号公報
【特許文献２】実開昭５６−１２９８１５号公報
【０００３】
例えば、石炭を燃焼させるボイラから煙道に排出される燃焼排ガス（以下、単に排ガスという）中の一部をサンプリングし、これをサンプルガスとしてＳＯ2 分析装置に連続的に供給して、前記排ガス中のＳＯ2 を連続的に分析している。
【０００４】
ところで、前記排ガス中には、粉塵や煤塵などのダストが混入しているとともに、ＳＯ2 の測定を妨害する干渉成分として、ＮＨ3 やＳＯ3 塩ミスト（ＳＯ3 と金属とのミスト状反応生成物）などが混入している。前記ダストは、ＳＯ2 分析装置のメンテナンス周期を短くするといった不都合があるし、また、ＮＨ3 やＳＯ3 ミストはＳＯ2 の分析結果に悪影響を及ぼす。
【０００５】
そこで、従来においては、図７に示すようなガスサンプリング装置を用いて、上記ダストやＮＨ3 等を可及的に除去しようとしていた。すなわち、この図において、３１は煙道で、矢印で示すように排ガスＧが流れている。３２はこの煙道３１に挿入配置されるガス採取部としてのガスサンプリング用のプローブ管で、このプローブ管３２の後段のサンプルガス流路３３に、ケース３４ａ内にフィルタエレメント３４ｂを収容してなる排ガス測定用フィルタ３４と、ケース３５ａ内にＮＨ3 等の干渉成分を除去するためのスクラバカラム３５ｂを収容し、適宜の温度に加熱されたスクラバユニット３５を設けるとともに、これらの排ガス測定用フィルタ３４とスクラバユニット３５との間を加熱配管３６で接続し、スクラバユニット３５の下流側出口を加熱配管３７を介してＳＯ2 分析装置３８に接続していた。
【０００６】
上記構成のガスサンプリング装置においては、煙道３１を流れる排ガスＧの一部は、プローブ管３２によってサンプリングされてサンプルガスとなってサンプルガス流路３３に入り、その上流側に設けられている一次フィルタ３４内を通過する際、ダストが除去され、さらに、加熱配管３６を経てスクラバユニット３５に入り、これを通過する際にＮＨ3 およびＳＯ3 塩ミストといった干渉成分が除去される。そして、ダストおよび干渉成分が除去されたサンプルガスは、加熱配管３８を経てＳＯ2 分析装置に導入され、ＳＯ2 の分析に供される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来のガスサンプリング装置においては、排ガス測定用フィルタ３４とスクラバユニット３５とを互いに独立して設け、それらの間を加熱配管３６で接続しているため、これらを設置するために大きなスペースが必要になり、それだけガスサンプリング装置が大型化せざるを得ないといった不都合があった。
【０００８】
また、上述のように、排ガス測定用フィルタ３４とスクラバユニット３５とを互いに独立して設けていたので、排ガス測定用フィルタ３４のメンテナンスとスクラバユニット３５のメンテナンスとを別々に行わなければならず、それだけメンテナンスにかかる時間が長くなっていた。
【０００９】
さらに、干渉成分としてのＳＯ3 塩ミストがサンプルガスに含まれていると、前記ＳＯ3 塩ミストは、まず、排ガス測定用フィルタ３４において捕捉され、水分乾燥が起こり、ＳＯ3 塩ミストが分解してＳＯ2 ガスが発生することとなる。この排ガス測定用フィルタ３４に捕捉されたＳＯ3 塩ミストの分解反応は極めて不安定で、長期にわたって多量に蓄積された場合には、分析指示値が実際のＳＯ2 の値の数倍に相当する値となることがある。
【００１０】
なお、排ガス中のＳＯ2 分析を行う場合と同様に、排ガス中のＮＯX やＯ2 などの分析を行う場合にも、ＮＨ3 やＳＯ3 塩ミストなどの干渉成分とダストとを排ガス中から除去していたのであり、排ガス中のＳＯ2 分析を行うために用いられる前記ガスサンプリング装置において生じていた上記の不都合は、排ガス中のＮＯX やＯ2 などの分析を行うためのガスサンプリング装置においても同様に生じていた。
【００１１】
この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、排ガスの分析結果や分析装置に悪影響を及ぼす干渉成分およびダストを排ガス中から確実に除去することができ、しかも構成がコンパクトで、メンテナンスを容易に行える排ガス測定用フィルタおよびこれを用いたガスサンプリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、この発明の排ガス測定用フィルタは、ケース内にフィルタエレメントが設けられ、サンプルガス中に含まれるダストを除去するように構成された排ガス測定用フィルタにおいて、前記フィルタエレメントの内部に、測定対象成分の測定を妨害する干渉成分を除去するためのスクラバカラムを配置すると共に、このスクラバカラム内にスクラバカラムの一端側から他端側に向けて延びる仕切り部材を配置して、スクラバカラム内に複数の収容部を形成し、各収容部内にスクラバ物質を設けている（請求項１）。
【００１３】
フィルタエレメントは筒状であって、その外周方向に凹凸状のろ過面を有するものが好ましい（請求項２）。
【００１４】
スクラバカラム内の一端側および他端側に粗フィルタを設けてもよい（請求項３）。
【００１５】
そして、上記目的を達成するために、この発明のガスサンプリング装置は、ガス採取部の下流側のガスサンプリング流路に、請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス測定用フィルタを設けている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、構成がコンパクトで、かつメンテナンスが容易でありながらもダストおよび干渉成分を確実に除去することができる排ガス測定用フィルタを得ることができる。
【００１７】
詳しくは、請求項１に係る発明では、ケース内にフィルタエレメントが設けられ、サンプルガス中に含まれるダストを除去するように構成された排ガス測定用フィルタにおいて、前記フィルタエレメントの内部に、測定対象成分の測定を妨害する干渉成分を除去するためのスクラバカラムが配置されているので、スクラバカラムとフィルタエレメントとを別々のケース内に収容する場合に比べて、スクラバカラムおよびフィルタエレメントの設置スペースが極めて小さくなり、加えて、スクラバカラムとフィルタエレメントとを別々のケース内に収容する場合に比べて、構成部材が少なくなるので、構成が非常にコンパクトになる。
【００１８】
また、請求項１に係る発明では、スクラバカラムとフィルタエレメントとが同一ケース内に設けられているので、スクラバカラムおよびフィルタエレメントの交換などのメンテナンス作業の効率が飛躍的に向上する。
【００１９】
さらに、請求項１に係る発明では、前記スクラバカラム内にスクラバカラムの一端側から他端側に向けて延びる仕切り部材を配置して、スクラバカラム内に複数の収容部を形成し、各収容部内にスクラバ物質を設けているので、以下のような効果が得られる。すなわち、前記スクラバカラムが縦方向（鉛直方向）に配置され、例えばその他端側が上方に位置する状態となったときに、スクラバカラム内の他端側にスクラバ物質が存在しない隙間が形成されても、スクラバカラム内を通過するサンプルガス中の干渉成分は、スクラバカラム内の前記隙間を除いた部分に充填されたスクラバ物質に確実に接触するので不都合は生じない。
【００２０】
ところで、スクラバカラムが横方向（水平方向）に配置されたときに、スクラバカラムの上部に、スクラバカラムの一端側から他端側にかけてスクラバ物質が存在しない隙間が形成されると、この隙間を通ったサンプルガス中の干渉成分はスクラバ物質と接触しないので、干渉成分の除去効率が低下することとなるが、請求項１に係る発明では、前記スクラバカラム内に仕切り部材を配置し、この仕切り部材により形成された各収容部内に前記スクラバ物質を設けるように構成してあるので、スクラバカラムが横向きに配置される場合でも、スクラバカラム内に上記のような隙間は形成されず、従って、サンプルガス中の干渉成分と前記スクラバ物質との接触が良好に行われ、干渉成分の除去効率が大幅に改善されることとなる。したがって、請求項１に係る発明では、取り付け方向を問わない排ガス測定用フィルタを得ることができる。
【００２１】
請求項２に記載のように、フィルタエレメントを、その外周方向に凹凸状のろ過面を有するように構成した場合、フィルタエレメントのろ過面積がより大きくなり、それだけ、サンプルガス中に含まれるダストや干渉成分およびスクラバ物質の反応生成物などの除去対象物質をより確実に除去することができ、フィルタエレメント自体の寿命も長くなる。
【００２２】
請求項３に記載したように、スクラバカラム内の一端側および他端側に設けた粗フィルタを設けた場合、これらの粗フィルタによって、サンプルガスに含まれるダストや前記反応生成物あるいはスクラバ物質の一部が削れたり砕かれたりして生じた粉粒体などの除去対象物質をより確実に除去することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明では、排ガス測定用フィルタによって除去対象物質が可及的に除去されたサンプルガスをガス分析装置に供給することができ、これにより、ガス分析装置に、測定対象成分の高精度な分析を長期にわたって安定して行わせることができるとともに、ガス分析装置のメンテナンス頻度を低く抑えることができるガスサンプリング装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１および図２は、この発明の第１実施例を示す。
【００２５】
図１において、Ｄはガスサンプリング装置で、ボイラなどから排出される排ガスの一部をサンプルガスＳとして採取し、このサンプルガスＳをガス分析装置Ａに供給するものである。この実施例では、ガスサンプリング装置Ｄを用いてボイラから排出されて煙道（図示していない）を流れる排ガスをサンプルガスＳとして採取し、サンプルガスＳ中のＳＯ2 を分析する場合について示す。
【００２６】
前記ガスサンプリング装置Ｄは、ガス採取部としてのガスサンプリング用のプローブ管１と、このプローブ管１からサンプルガスＳ中の測定対象成分（ＳＯ2 ）を測定するためのガス分析装置Ａまでの間に形成されるガスサンプリング流路５中に設けられ、プローブ管１によって採取したサンプルガスＳから測定対象成分の測定を妨害する干渉成分およびダストを除去するための排ガス測定用フィルタＦとを備えている。なお、この実施例では、排ガス測定用フィルタＦは、プローブ管１と一体的に設けられており、換言すれば、排ガス測定用フィルタＦは、前記ガスサンプリング流路５の上流部に設けられている。
【００２７】
前記プローブ管１は、耐腐食性素材よりなり、ボイラの煙道を構成する壁体（図示していない）に対して着脱自在に取り付けられる。詳しくは、プローブ管１は、前記壁体に対してこれを挿通する状態で取り付けられ、その先端から煙道内を流れる排ガスをサンプルガスＳとして良好に取り込むことができるように構成されている。また、プローブ管１の外周面には、前記壁体に対する取り付けを良好に行えるように、フランジ１ａが設けられている。
【００２８】
前記排ガス測定用フィルタＦは、耐腐食性素材よりなるケース２と、このケース２内に収容されるユニット３と、前記ケース２内を適宜の温度（例えば１５０〜２００℃）に加熱保温するための例えば適宜の加熱用ヒータよりなる加熱保温手段４とを備えている。
【００２９】
前記ケース２は、ほぼ筒状（本実施例では円筒状）の側壁２ａと、この側壁２ａの一端側（上流側）に連設された閉塞壁２ｂと、側壁２ａの他端側（下流側）に着脱自在に取り付けられる蓋体２ｃとを備えている。この実施例では、側壁２ａの他端側および蓋体２ｃのいずれか一方に雄ねじ部（図示していない）を設け、他方に前記雄ねじ部（図示していない）に螺着する雌ねじ部を設け、雄ねじ部および雌ねじ部の螺着により、側壁２ａの他端側に蓋体２ｃを取り付ける。
【００３０】
前記閉塞壁２ｂには、プローブ管１に連通するガス導入部２ｄが設けられ、前記側壁２ａには、適宜の加熱保温手段（図示していない）によって適宜の温度になるように構成してあるガスサンプリング流路５を介してガス分析装置Ａに接続されるガス導出部２ｅが設けられている。
【００３１】
前記蓋体２ｃは、側壁２ａの他端側の開口を気密に閉塞するように取り付けられ、また、蓋体２ｃの外側には、取っ手２ｆが設けられている。
【００３２】
前記ガス導入部２ｄの内径は、後述する筒体６の開口６ａの内径とほぼ同じかそれよりも若干大きくなるように設定されており、また、ガス導出部２ｅの内径は、ガス導入部２ｄの内径とほぼ同じ程度に設定されている。
【００３３】
なお、前記ケース２の閉塞壁２ｂとプローブ管１とは、一体成形されていてもよいし、別体として形成されていてもよい。また、ケース２の閉塞壁２ｂとプローブ管１とを別体として形成した場合、両者を直接接続するように構成してもよいし、継手部材や適宜の加熱配管などを介して接続するように構成してもよい。
【００３４】
前記ユニット３は、筒体６およびこの筒体６内に配置されるスクラバ物質７を有するスクラバカラム８と、このスクラバカラム８を覆うように配置されるフィルタエレメント９とを一体的に備え、ケース２内に着脱自在に収容される。すなわち、ユニット３は、使い捨てまたはリサイクル使用に適したいわゆるカートリッジタイプとして構成されている。
【００３５】
前記筒体６は、図２にも示すように、ほぼ円筒状で、一端に開口６ａを有し、他端が閉塞部６ｂによって閉塞されるとともに、他端近傍の周壁に複数の貫通孔６ｃが形成された本体部６ｄと、この本体部６ｄの一端側に設けられたフランジ部６ｅと、本体部６ｄの他端側に設けられたフランジ部６ｆとを有しており、耐腐食性および耐熱性を有するステンレス等の素材よりなる。また、前記フランジ部６ｅ，６ｆの周縁部には、折曲部分６ｇが設けられている。
【００３６】
なお、前記本体部６ｄの他端側に設けられるフランジ部６ｆと閉塞部６ｂとを、一体成形してもよいし、別体として形成してもよい。また、前記本体部６ｄと閉塞部６ｂとを、一体成形してもよいし、別体として形成してもよい。さらに、前記本体部６ｄとフランジ部６ｅ，６ｆとを、一体成形してもよいし、別体として形成してもよい。
【００３７】
前記スクラバ物質７は、サンプルガスＳが接触すると、サンプルガスＳ中に含まれる測定対象成分には影響を与えず、サンプルガスＳ中に含まれる干渉成分を他の成分に変換したり捕集したりすることにより、干渉成分が前記測定を妨害しないようにするためのものであり、例えば、前記干渉成分と反応して、干渉成分を測定対象成分の測定を妨害しない成分に変換する反応液を、不活性な多孔質材料に含浸させてなる。
【００３８】
なお、この実施例では、ガス分析装置Ａの測定対象成分が酸性のＳＯ2 であるので、このＳＯ2 とは反応せず、干渉成分であるＮＨ3 やＳＯ3 塩ミストと反応しやすい不揮発性の酸性物質を用いてスクラバ物質７を構成することが好ましく、例えば、活性炭や多孔質珪石に高濃度りん酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）を含浸させたものをスクラバ物質７として用いる。
【００３９】
前記スクラバカラム８は、図１に示すように、筒体６の本体部６ｄ内に、その他端側から順に、網状の押さえ部材１２ａと、粗フィルタ１３ａと、スクラバ物質７および仕切り部材１４と、粗フィルタ１３ｂと、網状の押さえ部材１２ｂとを配置（収容）してなる。
【００４０】
前記押さえ部材１２ａ，１２ｂは、スクラバ物質７、粗フィルタ１３ａ，１３ｂおよび仕切り部材１４を前記本体部６ｄ内に収容した状態で保持するためのものであり、耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなる。なお、本体部６ｄの他端側に配置される押さえ部材１２ａは、本体部６ｄの他端部に設けられた貫通孔６ｂを塞ぐことがないように、貫通孔６ｂよりも一端側寄りの位置に配置される。
【００４１】
前記粗フィルタ１３ａ，１３ｂは、前記本体部６ｄ内に形成されたサンプルガス流路における前記スクラバ物質７の上流側および下流側の位置にそれぞれ設けられ、例えば、グラスファイバー系などの耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなる。
【００４２】
前記仕切り部材１４は、耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなり、前記本体部６ｄ内においてその一端側から他端側に向けて延びた状態で配置され、本体部６ｄ内を複数（図２に示すように、例えば４つ）の収容部１５に仕切るように構成されており、各収容部１５内に前記スクラバ物質７が充填される。
【００４３】
詳しくは、前記仕切り部材１４は、本体部６ｄ内においてその一端側から他端側に向けて延びる複数の板状体１６を断面視ほぼ十字形状に組み合わせて形成されている。また、各板状体１６は、ほぼ平面的に形成された基部１６ａと、この基部１６ａに連設された湾曲状の端部１６ｂとからなる。
【００４４】
前記フィルタエレメント９は、耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなり、サンプルガスＳ中から除去したいダストや生成物（後述する）を確実に除去することのできる適宜の目合いを有する網状体を円筒状に形成してなる。そして、フィルタエレメント９は、前記筒体６の本体部６ｄの外周面を覆うように取り付けられ、その両端が筒体６の前記フランジ部６ｅ，６ｆによって保持され、フィルタエレメント９の両端部とフランジ部６ｅ，６ｆとの間に隙間ができないように構成されている。
【００４５】
また、前記フィルタエレメント９は、その外周方向に凹凸状のろ過面が形成されており、この実施例では、ろ過面は、ほぼプリーツ状に形成されている。
【００４６】
上記の構成からなるユニット３は、ケース２内に、ケース２のガス導入部２ｄに筒体６の本体部６ｄの一端側の開口６ａが対向し、ケース２の蓋体２ｃに筒体６の本体部６ｄの他端側に設けられた閉塞部６ｂが対向するように収容される。また、このとき、筒体６のフランジ部６ｅとケース２の閉塞壁２ｂとの間には、内径が筒体６の本体部６ｄの内径よりもやや大きいリング状のシールパッキン１７ａが配置され、筒体６のフランジ部６ｆとケース２の蓋体２ｃとの間には、内径が筒体６の本体部６ｄの内径よりもやや大きいリング状のシールパッキン１７ｂが配置される。すなわち、シールパッキン１７ａにより、フランジ部６ｅとケース２の閉塞壁２ｂとの間をガスが流通しないように構成されており、また、シールパッキン１７ｂにより、フランジ部６ｆとケース２の蓋体２ｃとの間をガスが流通しないように構成されている。
【００４７】
なお、前記ユニット３は、例えば、側壁２ａの他端側に設けられた蓋体２ｃを外し、側壁２ａの他端側から挿入して、ケース２内に容易に取り付けることができ、また、ケース２内に取り付けられたユニット３は、側壁２ａの他端側に設けられた蓋体２ｃを外して、側壁２ａの他端側から容易に取り外すことができる。つまり、ユニット３は、ケース２内に着脱自在に設けられている。
【００４８】
また、前記ガスサンプリング流路５の適所またはガス分析装置Ａの下流側には、サンプルガスＳを常に一定量吸引することができる吸引ポンプ（図示していない）が設けられている。
【００４９】
次に、上記の構成からなる前記ガスサンプリング装置Ｄの作動について説明する。
【００５０】
まず、ボイラの煙道を構成する壁体にプローブ管１を取り付けた状態で、加熱保温手段４を作動状態にして、ケース２内を所定の温度にする。そして、この状態で吸引ポンプを作動させると、煙道を流れる排ガスの一部がプローブ管１によってサンプリングされ、サンプルガスＳとなってプローブ管１内を下流側に進み、排ガス測定用フィルタＦのケース２内に入る。
【００５１】
ケース２内に入ったサンプルガスＳは、まず、筒体６の本体部６ｄの一端側の開口６ａからスクラバカラム８内に入り、本体部６ｄ内の一端側に配置された押さえ部材１２ａおよび粗フィルタ１３ａを通過する。そして、サンプルガスＳが粗フィルタ１３ａを通過することにより、サンプルガスＳ中に含まれる粒径の比較的大きなダストが粗フィルタ１３ａに捕集され、サンプルガスＳから除去される。
【００５２】
続いて、サンプルガスＳは、筒体６の本体部６ｄの各収容部１５内に充填されたスクラバ物質７に接触しながら下流側に進む。このとき、サンプルガスＳ中の測定対象成分であるＳＯ2 は、スクラバ物質７（高濃度のＨ3 ＰＯ4 ）と反応することはないが、サンプルガスＳ中の干渉成分であるＮＨ3 やＳＯ3 塩ミスト（ここで、ＭＳＯ3 と表す）は、前記高濃度のＨ3 ＰＯ4 ７とそれぞれ下記（１），（２）式のように反応する。
ＮＨ3 ＋Ｈ3 ＰＯ4 →ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4                                 …（１）
ＭＳＯ3 ＋Ｈ3 ＰＯ4 →ＭＨＰＯ4 ＋ＳＯ2 ↑＋Ｈ2 Ｏ                  …（２）
【００５３】
上記（１），（２）式に示したように、干渉成分であるＮＨ3 やＳＯ3 塩ミストＭＳＯ3 は、スクラバ物質７である高濃度のＨ3 ＰＯ4 とそれぞれ反応して、りん酸アンモニウムや弱酸塩といったダストと同様の粉末状の反応生成物を生じ、これらの反応生成物は、サンプルガスＳとともにスクラバカラム８（各収容部１５）内を他端側に進む。
【００５４】
さらに、前記反応生成物を含む状態となったサンプルガスＳは、本体部６ｄ内の他端側に配置された押さえ部材１２ｂおよび粗フィルタ１３ｂを通過する。そして、このとき、サンプルガスＳ中に含まれる反応生成物のうち、粒径の比較的大きなものが粗フィルタ１３ｂに捕集され、サンプルガスＳから除去される。また、本体部６ｄ内に収容されたスクラバ物質７は、その搬送中に加わった衝撃などにより一部が削れたり砕かれたりした状態となっており、そのように生じた細かな粉粒状のスクラバ物質７も、粗フィルタ１３ｂに捕集される。
【００５５】
そして、粗フィルタ１３ｂを通過したサンプルガスＳは、本体部６ｄの貫通孔６ｃから本体部６ｄの外側へと導出され、続いて、フィルタエレメント９をその内方から外方に通過する。そして、この通過の際、粗フィルタ１３ａ，１３ｂでは捕集しきれなかったサンプルガスＳ中のダストおよび前記反応生成物がフィルタエレメント９に捕集され、サンプルガスＳからは、ＳＯ2 の測定を妨害する干渉成分およびガス分析装置Ａに悪影響を与えるダストが除去され、その状態で、サンプルガスＳはガス導出部２ｅからケース２外へ導出され、ガスサンプリング流路５を経てガス分析装置Ａに供給される。
【００５６】
上記の構成からなる排ガス測定用フィルタＦでは、ケース２およびユニット３を構成する部材が全て耐熱性を有する素材よりなり、加熱保温手段４によってケース２内を１５０〜２００℃の高温状態にすることができるため、サンプルガスＳ中の水分が結露してドレンとなるといったことがなくなり、このドレンによってスクラバカラム８の機能が低下するような不都合を回避することができる。そして、加熱保温手段４を設けたことにより、スクラバカラム８が所定の温度に加熱保温され、ＮＨ3 やＳＯ3 塩ミストとの反応が確実に行われ、これらの干渉成分を確実に除去することができる。
【００５７】
また、ケース２のガス導入部２ｄおよびガス導出部２ｅの内径を十分な大きさに設定してあるので、ガス導入部２ｄおよびガス導出部２ｅにおけるダストや干渉成分などの詰まりがほとんど生じず、従って、前記詰まりの影響による劣化によってガスサンプリング装置Ｄの寿命が短くなることがなく、寿命設定期間まで確実に使用することができる。
【００５８】
さらに、前記排ガス測定用フィルタＦでは、サンプルガスＳが筒体６の本体部６ｄ（スクラバカラム８）内をその一端側から他端側に通過した後、フィルタエレメント９を通過するように構成してあるので、サンプルガスＳに含まれる干渉成分を筒体６内に収容されたスクラバ物質７に広く接触させることができ、ひいては干渉成分の除去をより確実に行うことができる。
【００５９】
また、前記排ガス測定用フィルタＦを備えたガスサンプリング装置Ｄでは、消耗品であり交換などのメンテナンスが必要なスクラバカラム８とフィルタエレメント９とを一体的に組み合わせてカートリッジタイプのユニット３を構成しているので、スクラバカラム８とフィルタエレメント９とを別々のケース内に収容していた従来のサンプリング装置に比べて、よりコンパクトな構成となり、スクラバカラム８およびフィルタエレメント９の交換などのメンテナンス作業の効率も向上する。
【００６０】
上述した実施例のガスサンプリング装置Ｄでは、サンプルガスＳをスクラバカラム８内に通した後、フィルタエレメント９によりサンプルガスＳをろ過していたが、反対に、サンプルガスＳをフィルタエレメント９によりろ過した後、スクラバカラム８内に通してもよい。このように構成した第２実施例に係るガスサンプリング装置Ｄ2 を以下に示す。
【００６１】
図３は、この発明の第２実施例を示す。なお、図３において、上記第１実施例に示したものと同一の部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
第２実施例のガスサンプリング装置Ｄ2 は、プローブ管１と、測定用排ガスフィルタＦ2 とを備えている。
【００６３】
測定用排ガスフィルタＦ2 は、第１実施例の測定用排ガスフィルタＦに比べて、前記ユニット３がケース２内に逆向きに収容されている点で主に異なり、また、それに伴って、前記ケース２の構成が若干変更されている。そのため、第１実施例のケース２とは構成が若干異なるこの実施例のケース２を、以下ではケース２’という。
【００６４】
前記ケース２’は、ケース２と比べた場合、前記側壁２ａが、内径および外径の等しい二つの筒状の側壁部２ｈ，２ｉからなっている点と、側壁部２ｉ内に保持部２ｊが設けられている点で異なる。
【００６５】
詳しくは、前記側壁２ａを構成する上流側に位置する側壁部２ｈと下流側に位置する側壁部２ｉとは、詳細には図示していないが、開口側に形成したフランジ部においてパッキンなどを介してボルト・ナットで分離自在に気密に結合されている。
【００６６】
前記側壁部２ｈは、下流側に位置する側壁部２ｉに比べてかなり長くしてあり、この実施例では、フィルタエレメント９と同じ程度の長さとしてある。
【００６７】
前記側壁部２ｉの開口部付近には、前記筒体２を保持するための板状の保持部２ｊが、側壁部２ｉの内壁に沿って、かつ、側壁部２ｉの内側に向けて垂直に設けられ、この保持部２ｊの中央には、筒体２の本体部２ｄの内径とほぼ同じ大きさの内径を有する孔２ｋが設けられている。なお、前記保持部２ｊと側壁部２ｉとの間をガスが流通しないように構成されている。
【００６８】
また、前記ガス導出部２ｅは、前記側壁部２ｉに設けられており、このガス導出部２ｅは、前記保持部２ｊよりもケース２の他端側（下流側）の位置に設けられている。
【００６９】
そして、前記ユニット３は、上記ケース２’内に、ケース２’のガス導入部２ｄに筒体６の本体部６ｄの他端側を閉塞する閉塞部６ｂが対向し、ケース２’の保持部２ｊの孔２ｋに筒体６の本体部６ｄの一端側に設けられた開口６ａが対向するように（すなわち、図１に示した向きとは逆の向きに）収容される。また、このとき、筒体６のフランジ部６ｆとケース２の閉塞壁２ｂとの間には、フランジ部６ｆと閉塞壁２ｂとの間におけるガスの流通を許容する適宜の形状をしたスペーサ１８が配置され、筒体６のフランジ部６ｅとケース２の保持部２ｊとの間には、内径が筒体６の本体部６ｄの内径とほぼ同じ程度のリング状のシールパッキン１９が配置される。すなわち、第一実施例における前記シールパッキン１７ａ，１７ｂは設けられない。また、シールパッキン１９により、フランジ部６ｅとケース２の保持部２ｊとの間をガスが流通しないように構成されている。
【００７０】
次に、上記構成からなる第２実施例のガスサンプリング装置Ｄ2 の作動について説明する。
【００７１】
まず、ボイラの煙道を構成する壁体にプローブ管１を取り付けた状態で、加熱保温手段４を作動状態にして、ケース２内を所定の温度にする。そして、この状態で吸引ポンプを作動させると、煙道を流れる排ガスの一部がプローブ管１によってサンプリングされ、サンプルガスＳとなってプローブ管１内を下流側に進み、排ガス測定用フィルタＦ2 のケース２’内に入る。ここまでの過程は、第１実施例と同様である。
【００７２】
ケース２’内に入ったサンプルガスＳは、まず、筒体６の閉塞部６ｂに衝突し、筒体６のフランジ部６ｆとケース２の閉塞壁２ｂとの間を通ってフィルタエレメント９の外側に回り込み、フィルタエレメント９をその外方から内方に通過する。そして、この通過の際、サンプルガスＳ中に含まれるダストがフィルタエレメント９に捕集され、サンプルガスＳ中から除去される。
【００７３】
続いて、サンプルガスＳは、本体部６ｄの貫通孔６ｃから本体部６ｄ（スクラバカラム８）の内側へと導入され、本体部６ｄ内の他端側に配置された押さえ部材１２ｂおよび粗フィルタ１３ｂを通過する。
【００７４】
その後、サンプルガスＳは、筒体６の本体部６ｄの各部屋１５内に充填されたスクラバ物質７に接触しながら下流側に進む。このとき、上述したように、粉末状の反応生成物が生じ、これらの反応生成物は、サンプルガスＳとともにスクラバカラム８の各収容部１５内を下流側に進む。
【００７５】
そして、前記反応生成物を含む状態となったサンプルガスＳは、本体部６ｄ内の一端側に配置された押さえ部材１２ａおよび粗フィルタ１３ａを通過する。そして、このとき、サンプルガスＳ中に含まれる反応生成物が粗フィルタ１３ａに捕集され、サンプルガスＳから除去される。また、本体部６ｄ内に収容されたスクラバ物質７は、その搬送中に加わった衝撃などにより一部が削れたり砕かれたりした状態となっており、そのように生じた細かな粉粒状のスクラバ物質７も、粗フィルタ１３ｂに捕集される。
【００７６】
前記粗フィルタ１３ａを通過したサンプルガスＳは、ＳＯ2 の測定を妨害する干渉成分およびガス分析装置Ａに悪影響を与えるダストが除去された状態となっており、この状態のサンプルガスＳがガス導出部２ｅからケース２外へ導出され、ガスサンプリング流路５を経てガス分析装置Ａに供給される。
【００７７】
上記の構成からなる第２実施例の排ガス測定用フィルタＦ2 およびこの排ガス測定用フィルタＦ2 を備えたガスサンプリング装置Ｄ2 によって得られる効果は、上記第１実施例の排ガス測定用フィルタＦおよびサンプリング装置Ｄによって得られる効果と同様であるので、その説明は省略する。
【００７８】
また、第１実施例の排ガス測定用フィルタＦおよび第２実施例の排ガス測定用フィルタＦ2 はともに、サンプルガスＳを筒体６内のスクラバ物質７に接触させてサンプルガスＳ中の干渉成分を除去する一方、サンプルガスＳをフィルタエレメント９で濾過してサンプルガスＳからダストを除去するようにしたものであるが、第２実施例の排ガス測定用フィルタＦ2 は、特にサンプルガスＳ中にダストが比較的多く含まれている場合に有効である。
【００７９】
すなわち、第２実施例の排ガス測定用フィルタＦ2 では、サンプルガスＳが先にフィルタエレメント９を通過することにより、サンプルガスＳ中のダストを除去することができ、スクラバカラム８にはダストを除去したサンプルガスＳが導入されるので、スクラバ物質７にダストが付着するなどして、ＮＨ3 やＳＯ3 塩ミストの捕捉効率の低下を招来することが効果的に防止される。
【００８０】
そして、第１実施例および第２実施例の排ガス測定用フィルタＦ，Ｆ2 の両方に、全く同一の構成からなるユニット３を、その向きを変えるだけで用いることができ、第１実施例のケース２と第２実施例のケース２’の違いも僅かであるので、この発明の排ガス測定用フィルタＦ，Ｆ2 では、サンプルガスＳがスクラバカラム８を通過した後、フィルタエレメント９を通過する状態と、サンプルガスＳがフィルタエレメント９を通過した後、スクラバカラム８を通過する状態とに容易に切り換えることができる。
【００８１】
なお、この発明の排ガス測定用フィルタＦ（Ｆ2 ）およびサンプリング装置Ｄ（Ｄ2 ）を、排ガス中に含まれている酸性物質であるＮＯやＮＯ2 などＮＯX を分析する場合にも用いることができる。このＮＯX を分析する場合、サンプリングされたサンプルガスＳがＮＯX コンバータを通過するように構成することによって、サンプルガスＳ中に含まれるＮＯ2 をＮＯに変換し、その後、サンプルガスＳをＮＯ分析装置に導入することが行われるが、このようなＮＯX の測定にも、ＮＨ3 やＳＯ3 塩ミストが干渉成分として機能する。そこで、排ガス中に含まれるＮＯX を分析する場合には、図４に示すように、例えば排ガス測定用フィルタＦの下流側に接続されるガスサンプリング流路５中にＮＯX コンバータ２０を設け、その下流側に、前記ガス分析装置Ａに代えて、ＮＯを分析するためのガス分析装置Ａ’を設ければよい。
【００８２】
この発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、種々に変形して実施することができる。例えば、プローブ管１のみでなく、排ガス用測定フィルタＦ，Ｆ2 を煙道内に配置してもよい。このようにすれば、加熱保温手段４は必ずしも設ける必要はなく、仮に設けたとしても、加熱保温手段４を構成するヒータへの供給電力は少なくてよい。
【００８３】
フィルタエレメント９は、円筒状以外の筒状でもよく、そして、そのろ過面の形状は、プリーツ状に限られず、例えば、その軸方向に山折り部と谷折り部とを交互に設けた蛇腹状でもよく、筒状の網状体に対して複数の凹凸を設けた形状などでもよい。
【００８４】
粗フィルタ１３ａ，１３ｂに適宜の強度を持たせ、粗フィルタ１３ａ，１３ｂによって筒体６の本体部６ｄ内にスクラバ物質７および仕切り部材１４を保持するように構成してもよく、この場合には、押さえ部材１２ａ，１２ｂを省くことができる。
【００８５】
仕切り部材１４を構成する板状体１６の数は４つに限られるものではなく、３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。また、板状体１６の形状は上記のものに限られず、例えば、図５（Ａ）に示すように、断面がほぼ卍形状となるように、端部１６ｂをほぼ平面的に形成し、基部１６ａに対して垂直に連設してもよく、図５（Ｂ）に示すように、板状体１６全体を平板状に形成してもよく、図５（Ｃ）に示すように、板状体１６の断面全体を流線形（湾曲状）に形成してもよい。また、図６に示すように、各板状体１６が、その一端から他端にかけて捩じられた形状となっていてもよい。また、仕切り部材１４を構成する複数の板状体１６を、別体ではなく一体的に成形してもよい。さらに、仕切り部材１４を、板状体１６に代えて網状体で形成してもよい。この場合、網状体の目合いはスクラバ物質７の収容に適するように設定されるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明の第１実施例に係る測定用排ガスフィルタを備えたガスサンプリング装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】前記測定用排ガスフィルタの構成を概略的に示す縦断面図である。
【図３】この発明の第２実施例に係る測定用排ガスフィルタを備えたガスサンプリング装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図４】排ガス中のＮＯX 測定に用いる場合の前記ガスサンプリング装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、この発明で用いられる仕切り部材の変形例の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図６】前記仕切り部材の他の変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
【図７】従来のガスサンプリング装置の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
２  ケース
７  スクラバ物質
８  スクラバカラム
９  フィルタエレメント
１４  仕切り部材
１５  収容部
Ｆ  排ガス測定用フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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